5100 (596808), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

- мощности дозы в помещениях.

15.2 Причиной ухудшения радиационной обстановки могут служить:

• дефекты оборудования КМПЦ, вследствие которых происходит выход теплоносителя за пределы контура МПЦ;

• изменение технологического режима охлаждения активной зоны реактора;

• перенос радиоактивных отложений из тупиковых и застойных зон КМПЦ в зоны производства работ;

• вскрытие оборудования с целью ремонта;

• извлечение из активной зоны реактора ОТВС, технологических каналов, датчиков контроля энерговыделения и т.д.

15.3 С целью исключения облучения персонала выше установленных пределов должен проводиться ежедневный инструктаж бригад перед допуском к работам по дозиметрическим нарядам в необслуживаемых помещениях и помещениях периодического пребывания.

15.4 При срабатывании сигнализации приборов радиационного контроля, а также прямопоказывающих дозиметров необходимо немедленно покинуть помещение и сообщить об ухудшении радиационной обстановки начальнику смены ОРБ.

15.5 Начальник смены ОРБ при поступлении предварительной информации об ухудшении радиационной обстановки в помещении ставит в известность начальника смены станции и начальника смены цеха-владельца помещения о запрете допуска персонала к ремонтным работам в помещении и организует радиационное обследование помещения с целью установления причин ухудшения радиационной обстановки.

15.6 По результатам радиационного обследования руководителем работ совместно с НС ОРБ принимается решение о продолжении работ в помещении. При невозможности проведения работ, исходя из разрешенных доз облучения, цех-владелец помещения организует проведение дезактивации помещения, скоростных промывок оборудования или экранирование «горячих» точек.

15.7 Участки помещений с «горячими» точками выгораживаются дозиметристом специальными барьерами, знаками радиационной опасности и предупреждающей лентой.

Решение о снятии барьеров и знаков принимает НС ОРБ только после проведения мер по улучшению радиационной обстановки и повторного радиационного обследования.

15.8 Для защиты персонала радиационно-опасные участки выгораживаются барьерами, лентами с указателями безопасных маршрутов движения персонала или безопасных направлений обхода. Запрещается самовольное пересечение границ участков, а также перенос знаков и барьеров. При необходимости по ГГС объявляется об обязательности применения дополнительных средств индивидуальной защиты.

15.9 Начальники смен цехов-владельцев помещений должны организовать допуск бригад на ремонтные работы так, чтобы при выполнении работ в одних помещениях исключалась возможность резкого ухудшения радиационной обстановки в других.

При выполнении операций, существенно влияющих на радиационную обстановку в помещении, все работающие в помещении где предполагается ухудшение радиационной обстановки должны быть выведены с рабочих мест.

Приложение А. Краткие сведения по ядерной физике и дозиметрии

1 Мельчайшими частицами вещества являются атомы, которые состоят из положительно заряженных ядер и движущихся вокруг них отрицательно заряженных электронов. В ядрах сосредоточена почти вся масса атома. Атомные ядра состоят из элементарных частиц двух видов: нейтронов и протонов, которые имеют почти одинаковую массу, равную одной атомной единице массы (1/12 массы изотопа углерода - 12). Масса электрона в 1836 раз меньше массы протона. Нейтрон не обладает электрическим зарядом, а протон обладает одним элементарным положительным зарядом, равным 4,8*10^-10 единицы СГС=1,6*10^-19 Кл (кулон) и равным по абсолютной величине отрицательному электрическому заряду электрона.

Размеры атомов и ядер очень малы: их радиусы составляют соответственно около 10^-8 см и 10^-13 см.

Положительный заряд ядра и порядковый номер химического элемента определяют числом протонов в ядре. В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов, вращающихся вокруг ядра.

Вид атомов, характеризующийся массовым числом и атомным номером, называется нуклидом.

Нуклиды с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов называются изотопами элемента.

Суммарное число протонов и нейтронов определяет атомный вес изотопа. Таким образом, изотопы - это нуклиды с одинаковыми порядковыми номерами, но разными атомными весами.

2 В природе встречаются как стабильные, так и нестабильные изотопы. Ядра нестабильных изотопов обладают способностью самопроизвольно превращаться в другие ядра или переходить из возбужденного состояния в нормальное. Эти процессы сопровождаются излучением альфа-частиц, бета-частиц, нейтронов и гамма-квантов.

Радиоактивность по своей природе может быть естественная и искусственная. Искусственная радиоактивность может быть наведенная и осколочная.

Естественные радиоактивные изотопы широко распространены в небольших концентрациях в воздухе, в горных породах и в воде.

Всего известно свыше 230 естественных радиоактивных изотопов.

Наиболее распространены радиоактивные изотопы урана, тория, радия, калия и ряда других элементов. Излучение естественных радиоактивных изотопов, содержащихся в горных породах и в воде, а также космическое излучение определяют радиационный фон местности, мощность излучения которого равна 40-200 нЗв/ч.

Наведенная радиоактивность возникает в результате взаимодействия ядер атомов с нейтронами. Для того чтобы была достаточно высокая вероятность такого взаимодействия, необходимы большие потоки нейтронов.

Образование радиоактивных изотопов происходит, в частности, в энергетических ядерных реакторах, где имеются большие плотности потоков нейтронов 10¹³ - 10¹⁶ нейтронов/(см²_*с).

Примерами образования наведенной активности на Курской АЭС могут служить: активация аргона; активация кислорода - азотная радиоактивность; активация продуктов коррозии, содержащихся в теплоносителе и т.д.

Наиболее высокой наведенной радиоактивностью обладают оборудование и детали, находящиеся в работающем реакторе, их активность за счет активации атомов, входящих в состав материала из которого они изготовлены, может превышать допустимые уровни излучения в сотни и тысячи раз.

Осколочная радиоактивность - радиоактивность изотопов, образующихся в тепловыделяющих элементах в процессе деления ядерного горючего (урана-235 или плутония-239) в активной зоне реактора. При делении ядер урана-235 образуется более 200 радиоактивных изотопов, значительная часть которых находится в газообразном состоянии.

Осколочная радиоактивность является наиболее высокой и поэтому все операции с облученным ядерным топливом (ТВЭЛами) выполняются дистанционно. Наибольшую опасность представляют ТВЭЛы с разрушенными оболочками, так как при этом радиоактивные изотопы из ТВЭЛов могут попасть в производственные помещения и вызвать значительные загрязнения воздуха и поверхностей.

3 Альфа-частицы представляют собой ядра атомов гелия. Заряд альфа-частиц положительный и равен двум элементарным зарядам. Масса альфа-частиц равна четырем атомным единицам массы и приблизительно в 7000 раз больше массы электрона. При вылете альфа-частицы вес исходного ядра уменьшается на четыре единицы, а заряд на две единицы. Большая масса альфа-частиц определяет прямолинейную траекторию прохождения через электронные оболочки атомов, и только столкновение с ядром приводит к изменению направления движения альфа-частиц.

Кинетическая энергия альфа-частиц составляет несколько миллионов электрон-вольт (МэВ). Вся эта энергия затрачивается на ионизацию и возбуждение атомов вещества. Плотность ионизации очень высокая.

На всем пути пробега, который в воздухе составляет несколько сантиметров, альфа-частицы образуют до 10⁶ пар ионов. В конце пробега альфа-частицы присоединяют два электрона и превращаются в атомы гелия.

В биологической ткани проникающая способность альфа-частиц незначительная и составляет несколько десятков микрон. Толщина поверхностного рогового слоя кожи практически поглощает все падающие на тело альфа-частицы. Тонкий лист бумаги или удаление от источника на расстоянии 10-15 см служат хорошей защитой от альфа-частиц. Однако, чрезвычайно опасно попадание альфа-активных веществ внутрь организма, так как слизистые оболочки внутренних органов очень тонкие и подвержены более сильному воздействию альфа-частиц, чем кожа.

4 Бета-частицы с отрицательным зарядом называются электронами, а с положительным - позитронами. При испускании электрона в ядре происходит превращение нейтрона в протон n = р + е-, а при испускании позитрона - протона в нейтрон р = n + е+. При этом не происходит изменения массового числа, а изменяется заряд ядра; в первом случае он увеличивается на единицу.

Бета-частицы обладают непрерывным энергетическим спектром. Максимальная энергия бета-частиц достигает несколько МэВ. При прохождении через вещество бета-частицы взаимодействуют с орбитальными электронами атомов и производят ионизацию или возбуждение. При этом происходит значительное рассеяние бета-частиц, так как масса их мала. Траектория бета-частиц представляет собой ломаную линию. Максимальные пробеги бета-частиц с энергией 1 МэВ составляют в воздухе около 4 м, в воде - 4,4 мм, в алюминии - 2 мм.

Для защиты от бета-излучения применяются только легкие материалы (алюминий, органическое стекло и др.), так как в случае применения тяжелых материалов возникает интенсивное тормозное (вторичное) рентгеновское излучение, которое обладает большой проникающей способностью.

5 Гамма-излучение представляет собой электромагнитное (фотонное) излучение, испускаемое при ядерных превращениях или при аннигиляции частиц. Энергия гамма-излучения (гамма-квантов) может достигать 10 МэВ и более. Характеристическое излучение - фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома. Тормозное излучение - фотонное излучение с непрерывным спектром и испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц.

Рентгеновское излучение-совокупность тормозного и характеристического излучений, диапазон энергии фотонов которых составляет 1 кэВ – 1 МэВ.

При прохождении через вещество происходит как поглощение гамма-излучения (в результате фотоэлектрического поглощения (фотоэффект) и образования пар), так и рассеяние (комптоновское рассеяние).

Фотоэффект. Явление фотоэффекта заключается в вырывании электронов с одной из оболочек атома. На это тратится часть энергии гамма-квантов, а остальная часть передается электрону в виде кинетической энергии.

Образование пар. При взаимодействии гамма-квантов с энергией более 1,02 МэВ с полем ядра возможен процесс образования пары частиц: электрон и позитрон.

Комптоновское рассеяние не приводит к полному поглощению гамма-квантов. Гамма-квант в результате упругого взаимодействия с электроном передает часть энергии последнему и изменяет направление своего первоначального движения.

Вид взаимодействия гамма-квантов с веществом определяется их энергией. При малой энергии гамма-квантов основную роль играет фотоэффект. С увеличением энергии гамма-квантов возрастает доля комптоновского рассеяния, а с энергии 1,02 МэВ начинает расти доля процесса образования пар. Как правило, проникающая способность гамма-квантов возрастает с увеличением их энергии и уменьшением плотности вещества.

Для защиты от гамма-излучений наиболее часто применяются следующие материалы: свинец, свинцовое стекло, бетон, сталь, железо, вода и т.д.

Для быстрого расчета защиты от гамма-излучения можно использовать приближенное значение слоя половинного ослабления.

Так, например, для энергии гамма-квантов в 1 МэВ значения слоя половинного ослабления будут равны: свинец - 1,3 см; железо - 3,3 см; бетон - 12,9 см; вода - 28 см. При известной кратности ослабления (К) можно определить число слоев половинного ослабления (n) и, следовательно, толщину защиты по формуле: К=2ⁿ.

6 Нейтронное излучение возникает в результате ядерных реакций. Основными источниками нейтронов являются ядерные реакторы, где высокие потоки 10¹³-10¹⁶ нейтрон/(см²_*с). Кроме этого, нейтроны получают при ядерных реакциях (типа альфа-частица, нейтрон) и (гамма-квант, нейтрон) в источниках, которые часто применяются для градуировки приборов. Распределение нейтронов на группы в зависимости от энергии приведено в таблице А.1.

Таблица А.1 - Распределение нейтронов по энергии

В результате деления ядерного топлива образуются быстрые нейтроны, которые при взаимодействии с ядрами теряют энергию и превращаются сначала в промежуточные, затем в медленные и тепловые. При взаимодействии нейтронов с ядрами происходят приведенные ниже реакции.

6.1 Упругое рассеяние. Этот процесс аналогичен упругому столкновению двух шаров. Между нейтронами и ядрами происходит перераспределение кинетической энергии без изменения внутреннего состояния ядер.

6.2 Неупругое рассеяние. При этом процессе быстрые нейтроны передают часть своей кинетической энергии ядрам, которые переходят в возбужденное состояние. Переход ядер в основное состояние сопровождается испусканием вторичных гамма-квантов.

6.3 Радиационный захват. Ядро захватывает нейтрон и образуется новый изотоп, энергия возбуждения последнего высвечивается в виде гамма-квантов, которые покидают ядро практически одновременно с захватом нейтронов.

6.4 Активация. Ядро захватывает нейтрон и испускает другие частицы: протоны, альфа-частицы и др., которые могут покидать ядро по прошествии некоторого времени. Новый изотоп, образующийся в результате этих ядерных реакций, обладает радиоактивностью.

6.5 Деление. При поглощении ядрами тяжелых элементов (урана, плутония) нейтронов происходит процесс деления с образованием двух новых изотопов (осколков) и высвобождением в среднем около 2,5 новых нейтронов.

Вероятность того или иного указанного выше процесса взаимодействия определяется энергией нейтронов, атомным весом элементов и их ядерно-физическими свойствами (сечениями).

Характеристики

Список файлов книги